Question

【題目】閱讀短文，回答問題．

智能潔具

智能潔具（智能馬桶、全自動(dòng)洗碗機(jī)、智能浴缸等），具有溫水洗凈、暖風(fēng)烘干、殺菌等功能，已進(jìn)入百姓家庭．

某智能潔具為確保安全，插頭帶漏電保護(hù)裝置，工作原理如圖甲，連接潔具的火線與零線穿過環(huán)形鐵芯，正常工作時(shí)，兩線中的電流相等；若火線與零線中的電流不等，繞在鐵芯上的線圈會(huì)產(chǎn)生電流，經(jīng)放大后通過電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)S切斷電源．

這種潔具裝有紅外線感應(yīng)裝置，當(dāng)人靠近時(shí)，感應(yīng)裝置自動(dòng)升起潔具蓋子；啟動(dòng)洗凈功能，加熱器將水快速加熱至溫控裝置預(yù)設(shè)的溫度，水泵噴水實(shí)施清洗，噴水桿采用納米銀（直徑為納米級(jí)的銀單質(zhì)）材料，殺菌效果好；清洗結(jié)束，暖風(fēng)烘干機(jī)自動(dòng)開啟烘干功能．表一為該潔具的部分參數(shù)，表二為水泵的性能測試參數(shù)（表中流量指單位時(shí)間內(nèi)水泵抽送水的體積；揚(yáng)程指水泵能將水提升的高度）．

表一

額定電壓	220V	清洗噴水量	0.8L/min～1.2L/min
烘干機(jī)額定功率	180W	加熱器額定功率	2100W

表二

流量Q/（×10﹣4m3s﹣1）	0.5	0.6	0.8	1.0	1.2
揚(yáng)程H/m	1.25	1.80		5.00	7.20

（1）該智能潔具應(yīng)選用________線插頭．當(dāng)圖甲電磁鐵線圈中電流從a流向b時(shí)，電磁鐵下端是________極．

（2）下列說法正確的是______ ．

A. 紅外線感應(yīng)裝置利用超聲波進(jìn)行工作

B. 暖風(fēng)烘干是靠增大面積來加快水的汽化

C. 納米銀是銀分子，噴水桿材料具有良好的導(dǎo)電性

D. 漏電保護(hù)裝置內(nèi)的火線與零線短路時(shí)，開關(guān)S不會(huì)被吸起

（3）潔具正常工作，按最大噴水量用設(shè)定為38℃的溫水清洗，加熱器的效率為________ %；清洗結(jié)束，暖風(fēng)烘干機(jī)工作40s，消耗的電能會(huì)使標(biāo)有“3000imp/（kWh）”的電能表指示燈閃爍________次．[水的比熱容c=4.2×103J/（kg℃），室溫為18℃]

（4）分析表二數(shù)據(jù)可得，當(dāng)該水泵的流量為0.8×10﹣4m3/s時(shí)，其揚(yáng)程為________ m；當(dāng)水泵的流量為1.0×10﹣4m3/s時(shí)，輸出的水達(dá)到對(duì)應(yīng)的揚(yáng)程，此過程中水泵克服水重力做功的功率P=________W．（g取10N/kg）

（5）圖乙為潔具的溫控裝置原理圖．R1是滑動(dòng)變阻器，R2是熱敏電阻，其阻值溫度升高而減�。�當(dāng)R1兩端電壓U1增大到一定值時(shí)，控制電路將切斷加熱電路實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的控制．

①適當(dāng)________（填“增大”或“減小”）電源電壓，可使控制水溫的預(yù)設(shè)值升高；

②電源電壓設(shè)定為10V，當(dāng)R1接入電路的阻值為6Ω時(shí)，R2的電功率為4W，此時(shí)加熱電路恰好被切斷．若預(yù)設(shè)的水溫相對(duì)較高，則控制電壓U1是________ V．

Answer 1

【答案】兩 N D 80 6 3.2 5 減小 6

【解析】

（1）根據(jù)智能潔具的外殼不是金屬的可確定答案，根據(jù)右手螺旋定則可知電磁鐵的磁極；

（2）①紅外線的主要應(yīng)用有：紅外線照相、紅外線夜視儀、紅外線加熱、紅外線搖控等．

②影響蒸發(fā)快慢的因素有：液體的溫度、液體的表面積、液體上方的空氣流動(dòng)速度；

③噴水桿采用納米銀（直徑為納米級(jí)的銀單質(zhì)）材料，殺菌效果好；

④根據(jù)智能潔具的工作原理分析．

（3）根據(jù)清洗噴水量可知水的體積，利用密度公式可求水的質(zhì)量，利用Q＝cm△t可求得水吸收的熱量，利用P＝可求消耗的電能，然后利用η＝

可求得加熱器的效率，已知電能表的參數(shù)“3000imp/（kWh）”，然后可求閃爍的次數(shù)．

（4）根據(jù)流量為0.6×10-4m3s-1和0.8×10-4m3s-1時(shí)的楊程，可得出流量增大和楊程增大的關(guān)系，然后可求得該水泵的流量為1.0×10-4m3/s時(shí)，其揚(yáng)程為5m；根據(jù)密度公式變形求得水的質(zhì)量，然后利用G＝mg可求得其重力，再利用W＝Gh可求得其重力做功，利用P＝

可求功率；

（5）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值一定時(shí)，熱敏電阻越小，則電源電壓需減�。�

根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)，利用P＝UI可求得U1，然后根據(jù)題意由于要使得水溫度較高，則R2的電阻較小，電路中的電流較大，則必須使得U1較大．

（1）由甲圖可知，智能潔具的外殼不是金屬的，所以不需要用三線插頭，選兩線插頭即可；

當(dāng)圖甲電磁鐵線圈中電流從a流向b時(shí)，由右手沿著電流方向抓住螺線管，則大拇指朝下，即螺線管下端為N極，上端為S極，

（2）A、紅外線感應(yīng)水龍頭是通過紅外線反射原理，故A錯(cuò)誤；

B、暖風(fēng)烘干，有熱風(fēng)吹，使水的溫度升高，水上方的空氣流動(dòng)速度增大，從而加快了水的蒸發(fā)，很快變干，故B錯(cuò)誤．

C、銀具有良好的導(dǎo)電性，納米銀（直徑為納米級(jí)的銀單質(zhì)）材料，殺菌效果好，不是銀分子，故不具有良好的導(dǎo)電性，故C錯(cuò)誤；

D、漏電保護(hù)裝置是在火線和零線中電流不等的情況下動(dòng)作，因而短路時(shí)雖然電流很大，但是火線和零線的電流相等，不會(huì)動(dòng)作，則開關(guān)S不會(huì)被吸起，故D正確．

（3）由，可得，每分鐘噴出水的質(zhì)量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.2×10-3m3＝1.2kg，

水吸收的熱量：

Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg℃）×1.2kg×（38℃-18℃）＝1.008×105J，

由P＝，可得：

W電＝Pt＝2100W×60s＝1.26×105J，

加熱效率：＝80;

由，可得，暖風(fēng)烘干機(jī)工作40s，消耗的電能：

W＝t180W40s7200J＝0.002kWh，

電能表指示燈閃爍次數(shù)n＝0.002kWh×3000imp/（kWh）＝6，

（4）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)流量增大為2倍時(shí)，揚(yáng)程增大為原來的4倍，說明揚(yáng)程與流量的平方成正比，因而當(dāng)流量為為0.8×10-4m3/s時(shí)，為1.2×10-4m3/s的，則揚(yáng)程為7.20m＝3.2m，

由，可得當(dāng)水泵的流量為1.0×10-4m3/s時(shí)，

每秒鐘流過水的質(zhì)量m′＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.0×10-4m3＝0.1kg，

重力G＝m′g＝0.1kg×10N/kg＝1N，

當(dāng)水泵的流量為1.0×10-4m3/s時(shí)，輸出的水達(dá)到對(duì)應(yīng)的揚(yáng)程為5m，水泵做功W＝Fs＝Gh＝1N×5m＝5J，

則功率P＝＝5W,

（5）①當(dāng)設(shè)定的溫度升高時(shí)，則熱敏電阻的阻值減小，要保持電阻R1的電壓不變，則必須保持電路中的電流不變，因而必須減小電源電壓；

②當(dāng)R1＝6Ω時(shí)的電壓U1，電路中的電流為，熱敏電阻的電壓U2＝U-U1＝10V-U1，

電功率P＝U2I，則有4W＝(10V，

解得U1＝4V或U1＝6V，由于要使得水溫度較高，則R2的電阻較小，電路中的電流較大，則必須使得U1較大，設(shè)計(jì)為6V．